菲降解菌株的筛选及特性研究

目的 以菲为模型,分离能够以菲作为惟一碳源和能源进行生长繁殖的微生物,研究菲的降解特性,为多环芳烃的生物降解机制和工业应用的研究奠定基础.方法 从焦化污水池附近的土壤中,通过选择性富集培养,筛选、分离具有菲降解能力的茵株,通过16s rDNA序列分析鉴定其种属,并在不同的温度和pH条件下,测定菌株的生长及对菲的降解性能.结果 得到两株较好的菲降解茵,初步鉴定其分别属于不动杆菌属和假单胞茵属.其最适生长温度均为37℃,最适降解温度分别为34℃和37℃,最适生长pH分别为7.0和6.5～7.0,最适降解pH为7.0和6.5,两天内菲的最大降解率分别达到80.4%和86.6%.结论 分离得到的两株茵对菲都具有较好的降解能力,且假单胞茵略微优于不动杆菌,降解机制及降解策略、工程应用研究正在进行中.     

一株菲降解菌的分离、鉴定及最佳培养条件的优化

从石油污染场地分离到一株可降解菲的菌株SP 3,经生理生化鉴定和16S rDNA序列对比分析,初步鉴定该菌株为分枝杆菌（Mycobacterium sp.）,该菌能够以菲为唯一碳源,在菲浓度为100 μg/mL的无机盐培养基中,28 ℃摇床培养7 d降解率达到了99%以上。对该菌进行了最佳发酵培养基及培养条件的优化研究,其最佳培养基配方为淀粉1%、牛肉膏1%、Na2HPO4 0.2%、NaH2PO4 0.2%,并通过单因素实验法确定了最佳培养条件为温度30 ℃,初始pH =7.5,培养时间12 h。     

黄浦江底泥对多环芳烃（菲）的吸附过程模拟

以黄浦江底泥作为悬浮物,研究多环芳烃（菲）在天然水体中悬浮物上的吸附机理,结果表明：由甲醇作助溶剂的水溶液中,菲在黄浦江底泥上的吸附为多分子层吸附,可用ＢＥＴ等温吸附模式模合,吸附速率较快,助溶剂中甲醇对菲存在竞争吸附,膜扩散为菲在黄浦江底泥上吸附速度的控制步骤,这些均与菲的分子结构与特性有关。     

菲厌氧降解对细菌和古细菌群落的影响

利用TRFLP技术研究了受垃圾渗滤液污染的地下沉积物中细菌和古细菌群落在菲厌氧降解前后的变化。结果表明：细菌群落在生物降解过程中变化很大,物种丰度及Shannon-Weiner指数分别由15和2.39增加到23和2.88;古细菌群落在生物降解过程中变化较小,物种丰度及Shannon-Weiner指数变化不大。     

利用发光菌评价多环芳烃及其降解产物的生物毒性

利用发光细菌毒性测试技术,对5种多环芳烃化合物及其部分降解产物的生物毒性进行了检测与评价.结果表明:二甲亚砜配制的测试液中,萘、菲及荧蒽均对发光细菌具有一定生物毒性,且相同浓度下毒性菲>萘;测试液中当萘浓度小于其溶解度时即产生100%的抑光率,而菲及荧蒽浓度接近其溶解度时分别仅产生低于50%和15%左右的抑光率;芘及蒽在最大浓度时则对发光细菌无生物毒性显示;降解产物水杨酸、儿茶酚及邻苯二甲酸均对发光细菌具有一定生物毒性,但毒性均远小于母体化合物萘和菲,且邻苯二甲酸代谢途径对菲解毒效果优于水杨酸代谢途径.说明多环芳烃化合物生物毒性的检测与其水溶性的大小密切相关,利用二甲亚砜获取多环芳烃污染提取液的生物毒性主要与低分子量多环芳烃萘及菲有关;低分子量多环芳烃微生物降解后期解毒效果明显,但降解后期产物对发光细菌仍具有一定毒性,且细菌不同的代谢途径中多环芳烃毒性降低的程度不同.     

生物炭对多环芳烃的吸附行为研究

采集生物质材料制备生物炭,对其性质进行表征,测定了其对菲、芘的吸附,考察了其性质与吸附行为的关系。3种生物炭的吸附能力遵循草炭松针炭玉米芯炭的顺序,相较于极性作用,表面积和孔在吸附中占主导作用。小粒径玉米芯炭的吸附能力和非线性程度大于大粒径,深度粉碎暴露出来一些内部原不可及的孔,增加了点位的异质性,提高了其吸附能力。生物炭对菲的吸附能力大于芘,是由于较小的菲分子更易到达吸附点位的缘故。     

多环芳烃的环境分布及其生物修复研究进展

围绕环境中广泛存在的有机有毒物质多环芳烃，介绍了该类污染物质来源、性质、危害及不同环境领域中污染现状，尤其针对不同领域中其分布、存在形态、归趋模式等进行了综合评述，讨论了国内外多环芳烃污染土壤、海洋及沉积物所应用的生物修复原理和相应科学技术研究，其中包括微生物基本代谢原理、微生物共代谢机理和应用，阐述了微生物基因调制研究的最新动态和通过激发微生物生物活性，加速多环芳烃降解的多种技术手段，最后总结了多环芳烃环境污染的有关控制途径及其管理规范，并展望了生物修复研究的发展前景。     

好氧堆肥的代谢酶变化和生物毒性物质的降解

通过2个堆肥试验,监测堆肥温度,测试pH值、种子发芽指数以及脲酶、纤维素酶、磷酸酶和β-葡糖苷酶活性等指标,探讨了畜禽场废弃物好氧堆肥的代谢酶变化特征和生物毒性物质的降解规律.结果表明：堆肥过程中pH值较堆肥前有所提高,进入高温期后明显上升;堆肥初期脲酶、磷酸酶和β-葡糖苷酶的活性均明显上升,在中后期下降并趋于稳定.而纤维素酶活性在堆肥过程中始终维持较高水平.种子发芽指数则随着堆肥进程的推移呈现明显的上升趋势,并在后期逐渐稳定.     

优势黄杆菌对蒽、菲、芘混合物的降解特征研究

为探索混合多环芳烃的生物降解特征，利用两株优势黄杆菌，对混合蒽、菲、芘进行了降解研究．高效液相色谱分析表明，混合多环芳烃的降解56．3％～69．6％在前10h内完成，其生物降解进程和单基质相似，但降解效率低于单基质．混合体系中蒽、菲、芘在不同菌株作用下有按特定优先顺序降解的特征，但两株黄杆菌(FCN1和FCN2)的混合菌并不促进混合多环芳烃的降解．降解130h后，体系中蒽、菲、芘消除，但总有机碳去除率仅达到60．1％～72．7％，说明部分多环芳烃转化为中间代谢产物．菌数测定表明，FCN1和FCN2利用多环芳烃及其降解中间产物繁殖生长，菌数最高时分别增长200倍和100倍，但菌数增长滞后于多环芳烃的浓度变化．研究表明，混合多环芳烃之间具有降解竞争抑制特征，且其生物降解具有规律性．     

鼠李糖脂对萘、菲、芘三种物质增溶作用研究

实验通过改变温度、pH、盐度对生物表面活性剂溶液进行处理并改变其反应浓度,了解生物表面活性剂对多环芳烃类物质增溶的最佳浓度,以及温度、pH、盐度对其增溶效果的影响.结果表明:当鼠李糖脂浓度在临界胶束(CMC)以下时,多环芳烃类物质在水相中的溶解度变化较小;在临界胶束以上时,多环芳烃类物质在水相中的溶解度随表面活性剂浓度的增加而增大;当表面活性剂浓度为500 mg/L时,其溶解度最大.鼠李糖脂对萘、菲的增溶作用随温度的升高和盐度的增加而增大.随着pH的增大鼠李糖对萘的增溶作用在pH=4时为45.107 4 mg/L,菲的增溶作用在pH=5时为31.510 8 mg/L,均达到最大.     

活性污泥法脱氮条件的优化研究

采用传统活性污泥法处理模拟生活污水,考察了温度、pH值、C/N比及振荡时间对脱氮效果的影响.实验结果表明,在温度为30℃、pH为7、C/N比是12:1及振荡时间为12h时,污水中氮去除效果最好,脱氮效率可达90％.     

污泥活性炭去除废水中重金属效果的研究

在室内模拟条件下研究了重金属离子浓度、吸附时间、废水pH值、温度和固液比等因素对污泥活性炭去除废水中重金属的影响.结果表明：Cd2＋浓度为40 mg·L^-1、Zn^2＋浓度为10 mg· L^-1、Pb2＋浓度为10 mg·L^-1、Cu^2＋浓度30 mg·L^-1,吸附90 min,pH值为4,温度为25℃,固液比为10g·L^-1的条件下,污泥活性炭对废水中Cd^2＋、Zn^2＋、Pb^2＋、Cu^2＋的去除效果最佳,去除率均在53％以上.     

A2O活性污泥工艺去除污水中雌激素的试验

试验研究了厌氧-缺氧-好氧(A2O)活性污泥工艺对雌二醇(E2)和乙炔雌二醇(EE2)的去除性能.基于同时去除雌激素和脱氮除磷的考虑,对A2O工艺的部分运行参数如水力停留时间、污泥龄和混合液回流比进行优化.试验结果表明,A2O工艺对污水中雌激素有较强的去除能力.在温度为20 ℃、污泥回流比为100%的情况下,除磷脱氮和去除雌激素最佳的工艺运行参数为:水力停留时间8 h,污泥龄20 d,混合液回流比300%.此时,总氮,PO3-4-P,COD的去除率分别达到81%,95%,84%;E2降到检测限以下,厌氧、缺氧、好氧池各段对E2的去除量分别占总去除量的72%,6%,22%;EE2的去除率大于80%,厌氧、缺氧、好氧各反应池对EE2的去除量分别占总去除量的45%,21%,34%.     

传统活性污泥法污水厂增加脱氮功能的研究

我国现有的传统活性污泥法污水处理厂能去除COD和BOD等碳素污染物 ,而往往不具备脱氮能力 ,因此其出水是水体氮素的重要污染源 .介绍的在中试研究基础上的传统活性污泥法投料AO脱氮新工艺 ,能使传统活性污泥工艺在保持较高BOD和COD去除率的同时 ,具有良好的脱氮功能 .研究表明 ,新工艺中试运行稳定 ,出水水质优于国家排放标准 ,对COD和氨氮的平均去除率分别为 88%和 73% .     

解偶联代谢对活性污泥工艺中剩余污泥的减量化作用

为了有效减少活性污泥法中剩余污泥的产生,采用解偶联剂对活性污泥工艺中的剩余污泥进行减量化研究。研究比较了5种化学解偶联剂对活性污泥系统的污泥减量化短期效应以及对基质去除率的影响,并对影响其作用的因素和解偶联剂在水和污泥中的分布进行了研究。结果表明:不同的解偶联剂,减量化效果差异明显,硝基类化合物比含氯类化合物的污泥减量化效果好。所有解偶联剂在对微生物进行解偶联的过程中并不影响微生物对基质的降解去除效果。污泥产率随着解偶联剂浓度的增加而减少,随着污泥浓度的增加而增加;在实验所选择的温度范围内(20℃～30℃),温度对解偶联作用的影响甚小;酸性条件能提高解偶联剂对污泥的减量效果。     

污泥基活性炭催化过硫酸盐降解橙黄G染料废水研究

采用浸渍-高温煅烧法将剩余污泥制成具有催化功能的污泥基活性炭,研究其催化过硫酸钾降解橙黄G模拟染料废水的效能.结果表明,对于100 mL浓度为100 mg/L的橙黄G模拟染料废水,当体系的温度为25 o C、pH为6、污泥基活性炭和过硫酸钾的用量分别为0.15 g和2 g时,反应10 min后,废水中的橙黄G去除率达99％以上.污泥基活性炭粗糙多孔表面有利于催化反应,污泥基活性炭催化过硫酸钾的主要位点是其表面富含的碱性基团,其中羟基和内酯基与过硫酸根反应生成硫酸根自由基,从而有效快速降解橙黄G,且橙黄G降解过程符合伪一级反应动力学规律.     

双酚A的活性污泥法处理特性

研究了活性污泥法处理双酚A(BPA)废水的效果、降解动力学特性和净化机理。结果表明:污泥驯化与否对处理效果影响很大,驯化污泥对双酚A降解率可达90%以上。测得的最大比基质降解速率(qm ax)为0.35-d 1,半饱和常数(Ks)为15.5 m g/L,降解速率较慢。活性污泥法处理时BPA的去除主要是生物降解起作用,吸附作用很小,BPA不会在剩余污泥中积累。     

The Aerobic Biodegradability of Mono-fluorophenols by the Activated Sludge

By measuring the respiratory oxygen consumption, a study on the aerobic biodegradability of 2-fluorophenol, 3- fluorophenol and 4-fluorophenol was conducted using activated sludge acclimated by themselves respectively. The experimental results showed that bio-oxidation ratios of 2- fluorophenol, 3- fluorophenol and 4- fluorophenol were 25.30%, 35.28% and 36.60% respectively, and the constmdng rate constants were 0.009 3, 0.013 3 and 0.014 5 L/ gSS. h respect/vdy. The aerobic biodegradability of the mono-fluorophenols decreased in the order of 4- fluorop- henol〉3 - fluorophenol 〉2 - fluorophenol, resulting mainly from the different octanol/water partition coefficient and the different steric parameter of the fluorophenols which can affect the penetration of fluorophenol into cell membrane.     

好氧颗粒污泥与普通活性污泥的同步培养与性能比较

研究用于焦化废水处理的好氧颗粒活性污泥和传统普通活性污泥的同步培养及其对COD和NH3-N的脱除特性比较。设置反应器1(R1)和反应器2(R2)两个平行装置,R1用作普通活性污泥的培养,R2用作好氧颗粒污泥的培养。两者均采用普通好氧曝气并以相同的进水在好氧厌氧交替工艺下同步运行,R2在出水前加5 min曝气和5 min沉淀。R2内培养出好氧颗粒活性污泥,颗粒直径0.5~2 mm,含水率为95%,污泥质量浓度(MLSS)为3101~6203 mg/L,污泥沉降指数(SVI)为100.5~128.7 mL/g。经对COD质量浓度380~1 200 mg/L和NH3-N质量浓度63.7~134.4 mg/L的焦化废水处理,COD和NH3-N同时去除率达到80%以上,优于R1的运行结果。     

高效活性污泥对黄原胶废水的降解

从黄原胶废水中分离筛选出高效降解菌株J,将其以不同培养量添加到活性污泥中,研究其CODcr降解能力。实验表明:将菌株J以150 mL添入活性污泥中,在污泥沉降比=30%、V(黄原胶废水)=500 mL时摇床培养(t=37℃、n=110 r/min),与对照活性污泥比较,12 h降解效率提高60.2%;当将KH2PO4以80 mg添入高效活性污泥中,在V(黄原胶废水)=700mL,其余实验条件相同时,与对照高效活性污泥比较,12 h内降解效率提高9.2%以上。